蜂窩結(jié)構(gòu)是一種獨(dú)具特色的夾層結(jié)構(gòu)。準(zhǔn)確的說是由膠粘劑將蜂窩夾芯與面板粘接起來的粘接體系。粘接體系的質(zhì)量包括：剝離強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度、節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度等，與蜂窩制品的品質(zhì)關(guān)系極大�，F(xiàn)今，我國紙蜂窩制品用膠粘劑及技術(shù)水平到底怎樣？主要問題是什么？面臨21世紀(jì)將如何發(fā)展？這些都是業(yè)內(nèi)科技人員普遍關(guān)注的大課題。
　　近幾年，筆者走訪調(diào)研過多家企業(yè)，考察包括引進(jìn)設(shè)備和國產(chǎn)設(shè)備的多條生產(chǎn)線�？偟挠∠笫牵�多數(shù)企業(yè)的產(chǎn)品粘接質(zhì)量不高、應(yīng)用技術(shù)落后、抗彎強(qiáng)度成脆性破壞是普遍存在的質(zhì)量問題，與發(fā)達(dá)國家產(chǎn)品相比差距還很大。
　　本文就有關(guān)粘合劑與粘接質(zhì)量問題談些淺見，供同行參考。
　　一、現(xiàn)狀與主要問題
　　據(jù)不完全統(tǒng)計，目前國內(nèi)紙蜂窩制品生產(chǎn)廠家包括設(shè)備制造廠家約120家，引進(jìn)國外生產(chǎn)線近十家。這些生產(chǎn)企業(yè)使用的膠粘劑大體分四種類型。
　　1、玉米淀粉（膠粉）：玉米淀粉膠粉是在堿性條件下用液氯處理淀粉，處理后的淀粉叫氧化淀粉。使用時再摻加燒堿（氫氧化鈉）、硼砂（四硼酸鈉）、硫酸鹽用水勾兌而成。這類膠粉和普通紙箱用膠沒什么本質(zhì)區(qū)別，只是固含量稍有提高，適用于非承力紙蜂窩制品。用于承力和次承力結(jié)構(gòu)如托盤，超過50公斤以上的包裝箱、建筑材料等就存在下列致命的缺點(diǎn)：
　　（1）粘接強(qiáng)度低。粘接試驗(yàn)和大量資料統(tǒng)計表明，玉米淀粉膠的剝離強(qiáng)度及剪切強(qiáng)度只相當(dāng)于白乳膠（PVA c）、聚乙烯醇（PVA）等熱塑性高分子膠粘接強(qiáng)度的三分之一。
　�。�2）膠層固化后完全失去彈性而變脆。當(dāng)受到彎曲沖擊、擠壓、剪切等外力時很容易脆性破壞。
　�。�3）耐老化性、防潮耐水性不好。不適合在高溫、高濕的環(huán)境下使用，存放易霉變。國內(nèi)不少廠家生產(chǎn)的一次性托盤抗靜壓還可以，但用叉車裝卸時就發(fā)生整體斷折。高溫、高濕環(huán)境下作業(yè)問題更多。
　　2、白乳膠（PVA c）：主要成份為聚醋酸乙烯酯。發(fā)達(dá)國家在1930年開始工業(yè)化生產(chǎn)，60年代初引進(jìn)我國。真正的白乳膠系無毒無公害的綠色產(chǎn)品。國內(nèi)少數(shù)企業(yè)近兩年來開始使用，如荷力勝公司使用進(jìn)口白乳膠，其產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，制成率、拉伸率很高。白乳膠能粘接多種材料，而且干燥快、強(qiáng)力好、固含量高、使用期長、適合大面積作業(yè)。但這種膠的缺點(diǎn)是防潮耐水性不好，耐熱性差，容易產(chǎn)生蠕變。這恰恰是承力和次承力結(jié)構(gòu)制品致命的弱點(diǎn)。
　　為了克服以上缺點(diǎn)白乳膠要進(jìn)行改性處理。一般是要加入改性劑，如為了提高耐水性加入適量的三聚氰胺脲醛樹脂或與丙烯酸酯共聚，加707共聚乳液效果也較好，加入增稠劑PVA、淀粉、CM S可以減少對多孔材料的滲透、增加粘度和流變性，成本也可以降低。
　　近幾年，由于醋酸乙烯單體價格上漲，不少假冒偽劣白乳膠充斥市場。大多數(shù)是用107膠摻輕質(zhì)碳酸鈣，有的向白乳膠中兌水加入大量的面粉或CM C。表面上粘度很稠，價格便宜，但質(zhì)量差，產(chǎn)品性能沒有保證。
　　3、黃糊精：黃糊精通常是在酸性條件下，用加熱的方法使淀粉的分子量降解，而溶于水。這種膠固含量高，初粘性好，粘合強(qiáng)力大，使用期長，價格適中，干燥速度比較快，特別是膠膜彈性膜量高、剛性好，很適合作芯條膠。但這類膠的耐水性差，限制了它的應(yīng)用效果。
　　4、接枝共聚淀粉樹脂膠粉。這類膠是在淀粉大分子的主鏈上接枝另一種線型單體聚合物，例如：丙烯酸、丙烯晴、丙烯酰胺、苯乙烯、醋酸乙烯等單體。接枝共聚物能明顯提高粘接強(qiáng)度，膠膜的柔軟性好，干燥速度快。其優(yōu)良的粘接特性比普通玉米淀粉膠、糊精好得多，是一種較理想的紙蜂窩用膠粘劑，尤其適用于紙蜂窩板復(fù)合。
　　應(yīng)該看到，一味追求價格便宜，忽視產(chǎn)品開發(fā)和產(chǎn)品質(zhì)量是目前行業(yè)內(nèi)普遍存在的問題。這已直接阻礙了蜂窩制品的發(fā)展。
　　二、發(fā)展趨勢分析
　　國外紙蜂窩制品已經(jīng)有幾十年的發(fā)展歷史，生產(chǎn)設(shè)備、應(yīng)用技術(shù)、配套工藝、產(chǎn)品質(zhì)量都比較成熟，能夠根據(jù)用戶要求和應(yīng)用領(lǐng)域的功能特性由技術(shù)人員進(jìn)行設(shè)計再組織加工，原材料的選擇也很科學(xué)而實(shí)用。它逐步成為建材、包裝、輕工等諸多領(lǐng)域的“代木”產(chǎn)品。新世紀(jì)紙蜂窩膠粘劑的發(fā)展趨勢如何呢？
　　1、芯條膠：蜂窩夾芯是蜂窩結(jié)構(gòu)的承重層。足夠的節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度、均一規(guī)整的幾何結(jié)構(gòu)是蜂窩夾芯最重要的質(zhì)量要素。高質(zhì)量的芯條膠要求膠膜固化后彈性膜量要高，能保證蜂格壁的剛性而不失穩(wěn)定。芯條膠的另一條要求是固含量要高，盡量減少溶劑用量，以確保產(chǎn)品的快速及避免由于膠層太薄而引起的孔壁開裂。
　　國際上蜂窩芯的發(fā)展經(jīng)歷了兩個階段：從有孔蜂窩到無孔蜂窩。這個過程與所用膠粘劑的性質(zhì)和粘合技術(shù)密不可分。50—60年代在蜂窩芯上必須開槽，以形成固化時的排氣通道。有孔蜂窩在解決了排氣問題的同時，也破壞了夾層結(jié)構(gòu)的密閉性和防潮功能，并降低了夾層結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，給以后使用帶來嚴(yán)重的隱患。60年代末研制出了高固含量的芯條膠，無孔蜂窩很快替代了有孔蜂窩，產(chǎn)品性能也提高了一大步。目前，我國紙蜂窩夾層結(jié)構(gòu)用膠粘劑固含量普遍偏低，最低的只有18％，80％以上是水。在復(fù)合時為解決水分問題只好降低車速，效率很低。水份含量高帶來的另一問題是紙板需長時間才能將水分排放到形變可以控制的狀態(tài)，這又增加了庫存周轉(zhuǎn)時間，使多數(shù)廠家不得不在面紙上打孔。這種辦法是不可取的。
　　上述問題實(shí)際是告訴我們，高固含量、高膜量、半剛性膠粘劑應(yīng)該是芯條膠的發(fā)展方向。
　　2、復(fù)合膠：芯層與面紙復(fù)合國內(nèi)外有兩種涂膠方式。一是面紙涂膠，膠層涂在上、下面紙上。另一種是端面涂膠，即膠層涂在蜂格的端面上。前者用膠量多，粘合力強(qiáng)，耗熱能多，成本偏高，夾層板容易變形。后者技術(shù)含量要求較高，國內(nèi)使用的較少。復(fù)合膠是通過膠層固化在T型粘接界面形成“錨固現(xiàn)象”，將面紙與芯層粘合成一個整體。這種粘接方式有效粘接界面極少，加上芯層裁切時的偏差和蜂格缺陷等不足，對復(fù)合膠的性能與復(fù)合技術(shù)的要求就較為苛刻。
　　發(fā)達(dá)國家與國內(nèi)成功企業(yè)的經(jīng)驗(yàn)是高質(zhì)量的復(fù)合膠必須滿足以下要求：
　�。�1）粘接強(qiáng)度高，彈性膜量適中。
　�。�2）有較好的防潮、耐水功能。
　　（3）工藝性能穩(wěn)定，耐久性好。
　　綜上所述，防潮、高強(qiáng)、半柔性膠粘劑是今后的發(fā)展方向。
　　廊坊市綠洲粘結(jié)材料有限公司研制成功的接枝共聚淀粉樹脂復(fù)合膠和以糊精為主要成份的芯條膠，以及強(qiáng)力防潮型高分子樹脂復(fù)合膠，粘接力強(qiáng)，使用性能穩(wěn)定，經(jīng)北京支點(diǎn)復(fù)合材料制品有限公司等國內(nèi)多家企業(yè)批量使用效果良好。做成的一次性托盤、墊板、衛(wèi)生潔具包裝箱等出口日本、韓國、美國，得到了外商認(rèn)可。
　　3、固化膠：國內(nèi)目前使用固化膠的廠家不多，只是用于填充材料上作定型固化處理。固化膠有的用硅酸鈉，有的用酚醛樹脂，前者干燥快，性脆易吸潮不可取，后者阻燃效果不好。較理想的固化膠是水溶性三聚氰胺酚醛樹脂膠，固含量45—50％，不需加固化劑，因?yàn)橐�入亞胺基阻燃效果顯著。
　　4、拼接膠：目前國產(chǎn)設(shè)備拼接質(zhì)量問題較多，拼接用膠也五花八門。問題之一是：膠液滲透量大，復(fù)合后夾層板各項(xiàng)異性加大，應(yīng)力增大容易脆斷。問題之二是：粘接強(qiáng)力不夠，拉伸時容易出現(xiàn)孔洞甚至大片大片斷開造成浪費(fèi)。問題之三是：多數(shù)是條狀涂膠，這種工藝不合理。江西富祥機(jī)械設(shè)備有限公司等蜂窩設(shè)備制造廠家，生產(chǎn)的拼接設(shè)備效果很好，受到用戶的好評。拼接膠要求是剝離強(qiáng)度好、滲透性小、干燥速度快，用固含量大于45％的PVA c添加5—10％的淀粉的效果不錯。
　　我們經(jīng)過對英國D．F．C．T和荷力勝的設(shè)備考察，對韓國、美國OM S公司、以色列IM S公司的產(chǎn)品分析和與日本、香港山段等公司科技人員的交流，面紙復(fù)合使用聚醋酸乙烯乳膠或改性白乳膠，有的使用防水OF膠和低溶點(diǎn)高融熔指數(shù)的熱熔膠。常溫條件下是固體加熱到100—120℃流動性很好，對基材使用廣泛，無需干燥和烘干設(shè)備，速度每分鐘高達(dá)20—30米，而且膠膜防潮耐水，符合美國FDA衛(wèi)生要求。缺點(diǎn)是成本高，設(shè)備穩(wěn)定性要求高�？磥斫梃b發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合國情研制符合國產(chǎn)設(shè)備和應(yīng)用技術(shù)的膠粘材料，將是推動我國紙蜂窩行業(yè)發(fā)展的迫切任務(wù)。
　　三、粘接強(qiáng)度與其它因素的關(guān)系
　　紙蜂窩制品的粘接強(qiáng)度除了受粘接材料的性能、質(zhì)量影響外，還受紙張、設(shè)備、涂膠工藝等多種因素制約，千萬不可忽視。
　　1、紙張水分的控制
　　紙是蜂窩制品的基材，紙的基本原料是纖維素。纖維的各種性能都與水分關(guān)系極大，所以使用前、復(fù)合時、成板后對水分的控制十分重要。
　　目前，我國紙蜂窩用的紙漿絕大多數(shù)是二次纖維，二次纖維用的是熟料，纖維短而雜。國家對二次纖維制造的再生紙，眼下還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，因此用紙單位必須認(rèn)真把關(guān)。
　　箱板紙、瓦楞原紙、木漿掛面紙按GB5034要求含水率7—12％，紙箱含水率則要求12—14％。剛出廠的原紙含水率一般都不穩(wěn)定，要求卷筒立放，至少存放一個月再用。如果含水率超標(biāo)，紙板就發(fā)生異變，緊度變小，強(qiáng)力下降，各相異性加大；涂膠后，膠液向底層滲透，發(fā)生粘連，拉伸困難；復(fù)合時水分過多排氣困難，質(zhì)量很難控制。烘干失水過多夾層板水分低于7％，纖維脆化，剝離強(qiáng)度成倍降低，二次加工無法進(jìn)行。我們發(fā)現(xiàn)有的企業(yè)蜂窩板用手一折，很容易脫層，脆性斷裂，大片大片剝開，乃至發(fā)生合同糾紛，這與工藝不科學(xué)及失水過多有關(guān)。
　　根據(jù)粘結(jié)經(jīng)驗(yàn)和國家標(biāo)準(zhǔn)要求，進(jìn)廠卷筒紙的含水率必須保持在10％左右。復(fù)合板車間下機(jī)含水率控制在20％以內(nèi)，成品含水率控制在15％。